CN206117790U - 带有背面鼠标组件的智能手机 - Google Patents

Abstract

带有背面鼠标组件的智能手机，属于电子技术领域，在手机背面的鼠标组件，而鼠标组件是由机械按键或指点杆或触摸板组成：操作由指点杆及机械按键所构成的鼠标组件时，使用手指滑过或轻推手机背面上的指点杆，可以使得显示光标在手机正面的手机屏幕上移动；触动机械按键获得的功能相当于触动传统鼠标功能中的2个左右按键；或操作由触摸板构成的鼠标组件时，在手机的背面安装有鼠标组件，在手机正面的上显示有受鼠标组件控制的鼠标移动标志；触摸组件的组成为：指点杆在中心机械按键在其1边或2边；或者单一由多区域的触摸板组成，触摸板分为中部的滑动方向传感区域、2边或单边的触摸按键功能区域。

Description

带有背面鼠标组件的智能手机

[技术领域]

本发明属于电子技术领域；确切的讲是利用成熟的触摸传感技术及器件将薄膜化的位址移动传感及开关技术应用到手机背面,再结合单手持机的特点,无遮挡的操控手机.

[背景技术]

笔记本鼠标的应用:

“鼠标”的标准称呼应该是“鼠标器”，英文名“Mouse”，它从出现到现在已经有38年的历史了。鼠标的使用是为了使计算机的操作更加简便，来代替键盘那繁琐的指令,鼠标的接口类型：鼠标按接口类型可分为串行鼠标、PS/2鼠标、总线鼠标三种。串行鼠标是通过串行口与计算机相连，有9针接口和25针接口两种。PS/2鼠标通过一个六针微型DIN接口与计算机相连，它与键盘的接口非常相似，使用时注意区分,总线鼠标的接口在总线接口卡上。

鼠标的工作原理：鼠标按其工作原理的不同可以分为机械鼠标和光电鼠标。机械鼠标主要由滚球、辊柱和光栅信号传感器组成。当你拖动鼠标时，带动滚球转动，滚球又带动辊柱转动，装在辊柱端部的光栅信号传感器产生的光电脉冲信号反映出鼠标器在垂直和水平方向的位移变化，再通过电脑程序的处理和转换来控制屏幕上光标箭头的移动。光电鼠标器是通过检测鼠标器的位移，将位移信号转换为电脉冲信号，再通过程序的处理和转换来控制屏幕上的光标箭头的移动。光电鼠标用光电传感器代替了滚球。这类传感器需要特制的、带有条纹或点状图案的垫板配合使用。

鼠标还可按外形分为两键鼠标、三键鼠标、滚轴鼠标和感应鼠标，两键鼠标和三键鼠标的左右按键功能完全一致，一般情况下，我们用不着三键鼠标的中间按键，但在使用某些特殊软件时(如AutoCAD等)，这个键也会起一些作用；滚轴鼠标和感应鼠标在笔记本电脑上用得很普遍，往不同方向转动鼠标中间的小圆球，或在感应板上移动手指，光标就会向相应方向移动，当光标到达预定位置时，按一下鼠标或感应板，就可执行相应功能。

无线鼠标和3D鼠标：新出现无线鼠标和3D振动鼠标都是比较新颖的鼠标。无线鼠标器是为了适应大屏幕显示器而生产的。所谓“无线”，即没有电线连接，而是采用二节七号电池无线摇控，鼠标器有自动休眠功能，电池可用上一年，接收范围在1.8米以内。

鼠标基本构件:

轨迹球:出于笔记本便携性的考虑，第一阶段的轨迹球其实就是将机械鼠标内建在笔记本里而避免外接普通鼠标占用空间和影响便携性。轨迹球和现在都还有在用的机械鼠标内部构造非常相似，只是反过来放置使球体露上面，这样在使用的时候用手指直接拨转球体而不需像平常的鼠标那样需要一块地方供移动鼠标，减少了笔记本在使用时的占用空间。相对于后来的触摸板和指点杆，轨迹球显得体积较大，也比较重，还容易磨损和进灰尘，并且定位精度的能力表现一般，因此而被打入冷宫不再录用。

触摸板:英文为ToucHPad，是目前最广泛被采用的笔记本控制设备，由Apple公司发明，由一块压感板和两个按钮组成，压感板能够感应手指运行轨迹，两个按钮的功能则相当于鼠标的左右键。触摸板的工作原理是当手指接触到板面时电磁感应板能感应手指在触控板上的移动并作出反应，从而控制屏幕光标的位置。和其前辈轨迹球相比，触摸板具有没有机械磨损、光标移动范围大而迅速、控制精度较高的优点，而且操作方便，初学者容易掌握，这也是触摸板广泛被采用的重要原因之一。触摸板的不足之处在于微调功能较差，另外由于触摸板的电子感应设计，用户在使用时要注意手指是否潮湿，在维修保养的时候也不是用户个人可以拆卸的。触摸板的设计在不断改进，一些触摸板在触摸屏上设计了滚屏区，和3D鼠标的模式差不多，如惠普的X1000、NX9000系列等都采用了这种设计。还有一些笔记本的触摸板具有上下和左右方向的的滚动功能，达到4D鼠标的水平。现在触摸板的设计已经到了第三代，在配合了特定的软件之后还可以支持手写输入功能，如IBM大部分产品都具备这个功能。触摸板越来越向方便和人性化方向发展，在此也可以看到触摸板还具备较大的可塑性，按现在的发展趋势看来，触摸板应该是笔记本控制设备未来的方向。

指点杆:英文名为Track Point的指点杆可以说是IBM笔记本的一个标志，指点杆由IBM发明，最早应用在ThinkPad系列机型，位于键盘的G、B、H三键之间，由两个大按钮组成，其中小按钮控制鼠标的移动轨迹，大按钮功能则相当于鼠标的左右键。指点杆的工作原理是当指尖推动指点杆时，底部的陶瓷板产生细微的弯曲，而在陶瓷板上的传感器能感知力度的方向和大小从而达到控制光标的目的。指点杆的特点是光标移动速度快，定位精确，但不易控制，特别是对一些新手，而一些老用户习惯了之后则都会觉得特别好用。另外指点的按钮外套用久了容易磨损脱落，不过用户可以自行方便地更换。IBM ThinkPad系列采用指点杆之后，华硕、东芝、索尼、富士通等一些厂商也相继采用了指点杆。对于指点杆还是触摸板更好的问题曾一度为笔记本制造商所苦恼，随后的一些厂商则同时内置了这两种控制设备，如HP前几年的一些型号就有这种设计。现在采用指点杆的产品相对触摸板要少，但指点杆的特点非常适合一些超轻薄笔记本，如不久SONY推出的轻薄经典X-505就是只是采用了指点杆。

触摸屏:触摸屏在笔记本上还比较少见，目前只在一些超便携性的笔记本可以见到，也就是现在的平板电脑。触摸屏使用最方便，具有手写输入和指点屏幕定位的功能，不但给不喜欢用键盘输入的用户提供了另一种更方便的输入方式，还有指点屏幕定位功能真正让用户在控制时挥洒自如。但定位精度差及制造成本高是其目前发展最大的拌脚石。

目前在笔记本指点设备上似乎已经没什么好选择的了，新近发布的笔记本大部分都是以采用了触摸板为控制设备，但现在的用户大部分都用惯了台式机的鼠标，没有耐心去领略笔记本指点设备的独特之处而选择用惯了的的外接鼠标，真是暴殓天珍。随着用户的年青化和指点设备的发展，笔记本的特性将被进一步发掘，优越性也将进一步明显。

触摸传感技术在手机指纹识别的应用:

纹识别其实不是新技术，早在2011年MOTO Atrix 4G就已经有指纹识别解锁功能，但由于当时的技术所限，其指纹识别的成功率并不能让人满意，2013年苹果在iPhone 5S上加入了Touch ID指纹识别功能，随着技术以及指纹识别功能的加入，其他厂商也在手机中加入指纹识别功能。这些指纹识别功能是否真的好用？正面识别与背后识别有什么差异？接下来我们就来谈谈这些问题。

AuthenTec(美国)简介：AuthenTec是世界领先的PC、无线设备以及访问控制市场指纹认证传感器和解决方案的提供商。而在2012年7月27日，苹果以3.56亿美元收购了该公司。从此AuthenTec隶属于苹果。其所研发的指纹识别传感器是基于电容和无线射频的半导体，传感器是与iPhone和iPad的ome键相结合，最上层为蓝宝石盖板。该传感器是由台积电完成晶圆代工，台湾精材、晶方科技完成晶圆级封装，日月光负责后续封装与测试以及SiP模组制作。面向对象：苹果旗下的手机以及平板产品，不向同行业厂商提供任何产品以及技术，但是对银行安全以及管理业务可以提供(笔者感觉像是为Apple Pay做铺垫)。

新思Synaptics Validity(美国)简介：Synaptics是全球领先的移动计算、通信和娱乐设备人机界面交互开发解决方案设计制造公司。其成立于1986年，总部在美国。2013年10月17日时，其以2.55亿美元的价格收购了生物ID识别公司Validity，正式进军指纹识别领域。

Fingerprint Cards AB(FPC)简介：FPC致力于开发、生产和销售生物识别元件和技术，帮助通过分析和比对个人独特的指纹确认用户的身份，总部在瑞典哥德堡，并在纳斯达克上市。其推出全球首个使用Android智能手机和平板的电容式触摸指纹传感器—FPC1020。

Goodix汇顶科技(中国)简介：汇顶科技成立于2002年，于2006年开始进军触控行业。汇顶科技立足于全球领先的人机交互技术研发及芯片设计，汇顶科技现作为MTK唯一战略合作伙伴，具有丰富的电容触摸芯片的量产经验并拥有完善的触控测试系统和测试标准，已经拥有电容触控技术专利超过30项。

对于四家公司，笔者已经为大家简单介绍了一下，接下来就iPhone 6、魅族MX4Pro、三星Note 4、华为Mate7、OPPO N3这几款机器指纹方案的具体实现原理。下图是指纹识别过程简单的过程，而每个手机在指纹识别方案上是具体实现，由于华为Mate7与OPPON3采用的是同一家的方案，N3是Mate7方案的升级版，在实际的原理是相同的，因此笔者在下文放在一起讲解。iPhone5S/6指纹识别原理：iPhone 5S/6的Touch ID指纹传感器被放置在Home键中，Home键传感器表面由激光切割的蓝宝石水晶制成，能够实现精确聚焦手指，保护传感器的作用，并且传感器会在此时进行指纹信息的纪录与识别，而传感器按钮周围则是不锈钢环，用于监测手指，激活传感器和改善信噪比。随后，软件将读取指纹信息，查找匹配指纹来解锁手机。

魅族MX4Pro指纹识别原理:魅族认为背部的指纹识别体验不好，因此魅族在最后时刻选择了汇顶，MX4Pro采用的是汇顶科技GT6618/28指纹识别模块，下图为该模块的具体参数。在Finger Flash模式下，魅族MX4Pro可以实现从息屏到亮屏然后到唤醒最后解锁这样的一体化操作。在锁屏状态下，用户通过按压HOME键点亮屏幕并在Home键上停留一会就可以实现解锁，这与iPhone6在锁屏状态下采用的解锁实现方案是一样的，此外在屏幕点亮的情况下，两者均可实现轻触HOME键解锁。

华为Mate 7指纹识别原理:华为Mate 7采用瑞典FPC公司的FPC1020指纹识别方案，该方案是将传感器置于手机后盖中，虽说是按压式指纹识别技术，但是它应该属于接触式。只需要对将手机轻轻放在解锁区域，就能够进行解锁。华为Mate7指纹传感器上覆盖一层银色的镀膜，指纹识别区域和后壳之间还有一圈环形金属状，类似于包裹住iphone5s指纹感应区的不锈钢探测环(Stainless steel detection ring)，这个金属环除了充当指纹触发器感觉还可以有很多功能。此外成熟的FPC1020的识别的面积是现阶段其他手机的面积中最大的。oppo N3所使用的方案:oppo N3使用的是FPC1020的升级版—FPC1021。两者差异性并不大，所以笔者就不进行赘述了，不过FPC1021相较于FPC1020小30％，但是相对于iPhone的Touch ID依然还是有点大，放在Android手机正面，不太合适，因此，OPPO N3将它放在了背面。

[发明内容]

目前手机触摸屏应用的缺陷：在单手使用时,由于遮挡等因素的缺陷,正面直接操作触摸屏很不方便.

本发明的目的:解决在单手使用时正面直接操作触摸屏不便的问题.

本发明特点：构思简单、运行可靠、与指纹解锁器使用同一个部件。

具体实施方式:在手机背面安装“鼠标组件”，所使用的传感器有2类：按键类(如薄膜开关)；触摸板类(如电容触摸板)。

第一类配置：使用时手指滑过或轻推手机背面上的指点杆，可以使得显示光标在手机正面的手机屏幕上移动；机械按键的功能相当于传统鼠标功能中的2个左右按键，具有“选中”及“退回”等功能。由指点杆及机械按键所构成的鼠标组件，是通过有线或无线的形式于手机主板相连接，有线连接指的是通过电缆连接。

使用时一般是通过食指和中指操作指点杆及机械按键；单手使用极其方便，且不遮挡正面的手机屏幕；躺卧体位下的仰视操作时，优点尤其显著。

指点杆的工作原理是当指尖推动指点杆时，底部的陶瓷板产生细微的弯曲，而在陶瓷板上的传感器能感知力度的方向和大小从而达到控制光标的目的。指点杆的特点是光标移动速度快，定位精确，但不易控制，特别是对一些新手，而一些老用户习惯了之后则都会觉得特别好用。

第二类配置：手指滑过触摸传感器1可以使得显示光标在手机正面的手机屏幕上移动；触摸传感器2的功能相当于传统鼠标功能中的2个左右按键，具有“选中”及“退回”等功能。

由触摸传感器1及触摸传感器2所构成的鼠标组件，是通过有线或无线的形式于手机主板相连接，有线连接指的是通过电缆连接。

使用时一般是通过食指和中指操作触摸传感器1及触摸传感器2；单手使用极其方便，且不遮挡正面的手机屏幕；躺卧体位下的仰视操作时，优点尤其显著。

触摸传感器1可以兼指纹识别功能，而无需额外的指纹传感器。

触摸传感器1及触摸传感器2为行业的触摸板:英文为ToucHPad，是目前最广泛被采用的笔记本控制设备，由Apple公司发明，由一块压感板和两个按钮组成，压感板能够感应手指运行轨迹，两个按钮的功能则相当于鼠标的左右键。触摸板的工作原理是当手指接触到板面时电磁感应板能感应手指在触控板上的移动并作出反应，从而控制屏幕光标的位置。和其前辈轨迹球相比，触摸板具有没有机械磨损、光标移动范围大而迅速、控制精度较高的优点，而且操作方便，初学者容易掌握，这也是触摸板广泛被采用的重要原因之一。触摸板的不足之处在于微调功能较差，另外由于触摸板的电子感应设计，用户在使用时要注意手指是否潮湿，在维修保养的时候也不是用户个人可以拆卸的。触摸板的设计在不断改进，一些触摸板在触摸屏上设计了滚屏区，和3D鼠标的模式差不多，如惠普的X1000、NX9000系列等都采用了这种设计。还有一些笔记本的触摸板具有上下和左右方向的的滚动功能，达到4D鼠标的水平。现在触摸板的设计已经到了第三代，在配合了特定的软件之后还可以支持手写输入功能，如IBM大部分产品都具备这个功能。触摸板越来越向方便和人性化方向发展，在此也可以看到触摸板还具备较大的可塑性，按现在的发展趋势看来，触摸板应该是笔记本控制设备未来的方向。

进一步：触摸传感器1(5)与触摸传感器2(6),(7)与机械按键(2),(3)可以替代使用。

进一步：触摸传感器1(5)与触摸传感器2(6),(7)是同一块触摸板或独立的触摸板。

进一步：触摸板的技术特点：采用电容或电感或超生或射频或压感多种方式。

本发明的有益效果在于:在几乎不增加成本的情况下，增加了鼠标功能，单手方便性好。

[附图说明]

图1指点杆位移识别式手机北部鼠标结构示意图

图2触摸位移识别式手机北部鼠标结构示意图

标号说明：

1 显示光标

2,3 机械按键

4 指点杆

5 触摸传感器1

6,7 触摸传感器2

8 手机屏幕

9 手机背面

10 听筒气孔

11,12 摄像窗

[实施例证]

以下结合附图就较佳实施例对本发明作进一步说明：

如图1所示：

手指滑过或轻推手机背面(9)上的指点杆(4)，可以使得显示光标(1)在手机正面的手机屏幕(8)上移动；机械按键(2),(3)的功能相当于传统鼠标功能中的2个左右按键，具有“选中”及“退回”等功能。

由指点杆(4)及机械按键(2),(3)所构成的鼠标组件，是通过有线或无线的形式于手机主板相连接，有线连接指的是通过电缆连接。

(10)为听筒气孔，(11),(12)为摄像窗。

使用时一般是通过食指和中指操作指点杆(4)及机械按键(2),(3)；单手使用极其方便，且不遮挡正面的手机屏幕(8)；躺卧体位下的仰视操作时，优点尤其显著。

指点杆的工作原理是当指尖推动指点杆时，底部的陶瓷板产生细微的弯曲，而在陶瓷板上的传感器能感知力度的方向和大小从而达到控制光标的目的。指点杆的特点是光标移动速度快，定位精确，但不易控制，特别是对一些新手，而一些老用户习惯了之后则都会觉得特别好用。

如图2所示：

手指滑过触摸传感器1(5)，可以使得显示光标(1)在手机正面的手机屏幕(8)上移动；触摸传感器2(6),(7)的功能相当于传统鼠标功能中的2个左右按键，具有“选中”及“退回”等功能。

由触摸传感器1(5)及触摸传感器2(6),(7)所构成的鼠标组件，是通过有线或无线的形式于手机主板相连接，有线连接指的是通过电缆连接。

(10)为听筒气孔，(11),(12)为摄像窗。

使用时一般是通过食指和中指操作触摸传感器1(5)及触摸传感器2(6),(7)；单手使用极其方便，且不遮挡正面的手机屏幕(8)；躺卧体位下的仰视操作时，优点尤其显著。

触摸传感器1(5)可以兼指纹识别功能，而无需额外的指纹传感器。

触摸传感器1(5)及触摸传感器2(6),(7)为行业的触摸板:英文为ToucHPad，是目前最广泛被采用的笔记本控制设备，由Apple公司发明，由一块压感板和两个按钮组成，压感板能够感应手指运行轨迹，两个按钮的功能则相当于鼠标的左右键。触摸板的工作原理是当手指接触到板面时电磁感应板能感应手指在触控板上的移动并作出反应，从而控制屏幕光标的位置。和其前辈轨迹球相比，触摸板具有没有机械磨损、光标移动范围大而迅速、控制精度较高的优点，而且操作方便，初学者容易掌握，这也是触摸板广泛被采用的重要原因之一。触摸板的不足之处在于微调功能较差，另外由于触摸板的电子感应设计，用户在使用时要注意手指是否潮湿，在维修保养的时候也不是用户个人可以拆卸的。触摸板的设计在不断改进，一些触摸板在触摸屏上设计了滚屏区，和3D鼠标的模式差不多，如惠普的X1000、NX9000系列等都采用了这种设计。还有一些笔记本的触摸板具有上下和左右方向的的滚动功能，达到4D鼠标的水平。现在触摸板的设计已经到了第三代，在配合了特定的软件之后还可以支持手写输入功能，如IBM大部分产品都具备这个功能。触摸板越来越向方便和人性化方向发展，在此也可以看到触摸板还具备较大的可塑性，按现在的发展趋势看来，触摸板应该是笔记本控制设备未来的方向。

触摸传感器1(5)与触摸传感器2(6),(7)是同一块触摸板或独立的触摸板。

触摸板的技术特点：采用电容或电感或超生或射频或压感多种方式。

Claims (3)

1.带有背面鼠标组件的智能手机，其结构包括：前触摸屏、结构壳体、内含的主板、电池、接口器件及安装在背面的鼠标组件，而鼠标组件是由机械按键或指点杆或触摸板组成：操作由指点杆及机械按键所构成的鼠标组件时，使用手指滑过或轻推手机背面上的指点杆，可以使得显示光标在手机正面的手机屏幕上移动；触动机械按键获得的功能相当于触动传统鼠标功能中的2个左右按键；或操作由触摸板构成的鼠标组件时，手指滑过触摸传感器1可以使得显示光标在手机正面的手机屏幕上移动；触动触摸传感器2的功能相当于触动传统鼠标功能中的2个左右按键；或操作由按键开关与触摸板混合构成的鼠标组件时，手指滑过触摸传感器1可以使得显示光标在手机正面的手机屏幕上移动，触动机械按键获得的功能相当于触动传统鼠标功能中的2个左右按键；其特征就在于：在手机的背面安装有鼠标组件，在手机正面的上显示有受鼠标组件控制的鼠标移动标志；触摸组件的组成为：指点杆在中心机械按键在其1边或2边；或者单一由多区域的触摸板组成，触摸板分为中部的滑动方向传感区域、2边或单边的触摸按键功能区域。

2.根据权利要求1带有背面鼠标组件的智能手机所述的鼠标组件，其特征在于触摸板可以兼指纹传感功能。

3.根据权利要求1带有背面鼠标组件的智能手机所述的鼠标组件，其特征在于触摸板采用电容或电感或超生或射频或压感方式。